ление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водных паров?

134. Равновесие гомогенной системы

4HCl (г) +O2 (г)  2H2О (г) + Cl2 (г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ:

[Н2О] = 0,14 моль/л; [Сl2] = 0,14 моль/л; [НС1] = 0,20 моль/л; [O2] = 0,32 моль/л.

Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода.

Ответ: [HCI]исх = 0,48 моль/л; [О2]исх = 0,39 моль/л.

135. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО (г) + Н2О (г)  СО2 (г) + Н2 (г),

если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,004 моль/л; [H2O] = 0,064 моль/л; [СО2] = 0,016 моль/л; [H2] = 0,016 моль/л. Ответ: К = 1.

136. Константа равновесия гомогенной системы

СО (г) + Н2О (г)  СО2 (г) + Н2 (г)

при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [CO] = 0,10 моль/л;

[H2O] = 0,40 моль/л. Ответ: [CO2] = [H2] = 0,08 моль/л [СО] = 0,02 моль/л;

[Н2О] = 0,32 моль/л.

137. Константа равновесия гомогенной системы N2 + 3H2  2NH3 при температуре 400 °С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исход-

ную концентрацию азота. Ответ: 8 моль/л; 8,04 моль/л.

138. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы

2NO + O2  2N2 установилось при следующих концентрациях реагирующих

веществ: [NO] = 0,2 моль/л; [О2] = 0,1 моль/л; [NO2] = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О2. Ответ: К = 2,5;

[NO] = 0,3 моль/л; [О2] = 0,15 моль/л.

139. Почему при изменении давления смещается равновесие системы

N2 + 3H2  2NH3 и не смещается равновесие системы N2 + O2  2NO? Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

140. Исходные концентрации NO и Cl2 в гомогенной системе 2NО + Cl2  2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагиро-

вало 20 % NО. Ответ: 0,416.

Способы выражения концентрации растворов

40

Пример 1

К 1 литру раствора с массовой долей HCl 20 % (d = 1,100 г/см3) добавили 400 см3 раствора с массовой долей HCl 5 % (d = 1,024 г/см3). Вычислите массовую долю HCl в полученном растворе.

Решение

В условии задачи требуется рассчитать массовую долю ( ), которая показывает, сколько граммов вещества растворено в 100 граммах раствора:

где m масса растворенного вещества, г; плотность раствора, г/см3; V объем раствора, мл.

Рассчитаем массу HCl, содержащейся в 1000 · 1,100 = 1100 г раствора из соотношения:

в100 г раствора с массовой долей HCl 20 % содержится 20 г HCl,

в1100 г раствора HCl – Х г HCl.

1100 20

Отсюда X = 1000 = 220 г;

400 см3 раствора с массовой долей HCl 5 % имеют массу m = · V = = 400 · 1,024 = 409,6 г, а количество HCl в этом растворе определим из соотношения:

в100 г раствора с массовой долей HCl 5 % содержится 5 г HCl,

в409,6 г Х г HCl.

Общая масса раствора после сливания будет 1100 + 409,6 = 1509,6 г. Количество растворенной в нем кислоты будет 220 + 20,48 = 240,48 г.

Массовую долю HCl в полученном растворе вычислим из соотноше-

ния:

в1509,6 г раствора HCl содержится 240,48 г HCl,

в100 г раствора HCl – Х г HCl.

в 1000 мл раствора. Ее вычисляют по формуле (моль/л)

41

См = m 1000 , M V

где m масса растворенного вещества, г; М молярная масса растворенного вещества, г; V объем раствора, мл.

Молярная масса сульфата калия (К2SO4) равна: 39,10 + 32,06 + 4 · 16 = 174 г/моль.

Рассчитаем массу сульфата калия, содержащегося в 1 литре раствора, из соотношения:

в20 мл раствора К2SO4 содержится 1,74 г К2SO4;

в1000 мл Х г К2SO4.

Молярная масса сульфата калия 174,26 г/моль, а 87 г этой соли соста-

вят 87 : 174,26 = 0,5 молей.

Итак, в 1 литре раствора сульфата калия содержится 0,5 молей этой соли. Следовательно, раствор 0,5 молярный (0,5 М). Эту же задачу можно решить по формуле

Пример 3

Сколько граммов оксида кальция содержится в 200 мл 0,3 н. раствора? Рассчитайте титр раствора.

Решение

Молярная концентрация эквивалентов или нормальная концентрация (Сэкв) показывает, сколько молей эквивалентов вещества содержится в 1 литре раствора, ее рассчитывают по формуле (моль/л)

m 1000

Сэкв = Мэкв V .

Здесь m масса растворенного вещества, г; Мэкв молярная масса эквивалента вещества, г/моль; V объем раствора, мл.

Титр раствора (Т) показывает, сколько граммов вещества содержится в 1 мл раствора. Титр раствора связан с нормальной концентрацией соотношением (г/мл)

42

Т = Сэкв Мэкв .

1000

Рассчитаем молярную массу эквивалента гидроксида кальция:

Задания

141.Вычислите молярную и нормальную концентрации раствора с массовой долей хлорида кальция 20 %, плотность которого 1,178 г/см3. От-

вет: 2,1 М; 4,2 н.

142.Чему равна нормальная концентрация раствора с массовой долей NaOH 30 %, плотность которого 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую долю NaOH в полученном растворе. Ответ: 9,96 н.; 6,3 %.

143.К 3 л раствора с массовой долей HNO3 10 %, плотность которого 1,054 г/см3, прибавили 5 л раствора той же кислоты с массовой долей 2 % плотностью 1,009 г/см3. Вычислите массовую долю и молярную концентрацию полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л. Ответ: 5,0 %; 0,82 М.

144.Вычислите нормальную и моляльную концентрации раствора HNO3 с массовой долей 20,8 %, плотность, которого 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 М; 931,8 г.

145.Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации раствора с массовой долей хлорида алюминия 16 %, плотность которого 1,149 г/см3.

Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43 М.

146.Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см3 0,3 н. раствора H2SO4 прибавить 125 см3 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.

147.Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2 н. раствора НСl. Чему равна нор-

43